以MOFs为基体的纳米载药体系的构建及药物可控释放研究

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金属-有机骨架材料(MOFs)是指有机配体与金属离子自组装形成的网络状晶体多孔材料。因其结构多样、孔道规则、超高的比表面积、可功能化的孔空间以及可调节等化学多功能性而被广泛应用于催化、气体吸附和生物传感等领域。近年来,MOFs作为多功能纳米药物载体广泛应用于生物医药领域。本论文以MOF为基体,构建了三种不同的纳米载药体系,分别探究了纳米载体对药物的负载和体外控释行为,具体内容如下:1.基于磁性纳米复合材料(Fe3O4@ZIF-67)的木犀草素载药系统及体外释放研究为了有效地应用木犀草素(LUT),用Fe3O4@ZIF-67作为LUT的载体,构建了一种缓释给药系统。采用一种连续搅拌的简便方法合成Fe3O4@ZIF-67。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、磁学测量系统(VEM)和同步热分析仪(TGA)等手段对纳米复合材料的结构和功能进行了表征。在最佳负载条件下(180 m L的20μg/m L LUT,200 rpm,8 h),载体的最大载药量为308.07μg/mg。同时研究了LUT的吸附动力学和释放动力学。结果表明,时间与载药量的关系符合准二级动力学方程(R~2=0.99)。Fe3O4@ZIF-67负载LUT后在p H=7.4的缓冲液中缓慢释放72 h,LUT的释放率约为55%,释药机理符合Sigmoidal模型(R~2=0.98)。研究结果表明Fe3O4@ZIF-67可作为LUT缓释系统的载体。2.基于氮掺杂碳点-MIL-101(Fe)的分子印迹聚合物(MIP)用于盐酸阿霉素递送采用简单、通用的搅拌辅助包封方法,成功地合成了基于MIL-101的分子印迹聚合物(MIP)纳米复合材料。MIP作为载体可应用于盐酸阿霉素(DOX)的高效选择性识别和缓释。对MIP@DOX吸附机理及体外释放行为进行了讨论。吸附研究表明,以DOX为模板的MIP对DOX有选择性,其最佳载药效率达97.99%,吸附等温线符合Freundlich模型。累积释放曲线表明,在p H=5.5和7.4条件下,纳米材料对DOX的累积释放率分别为46.19%和28.03%,说明了载体对DOX有缓释作用。此外,MTT法检测了MIP对Hep G2和HL-7702细胞的细胞毒性,Hep G2和HL-7702细胞的活性分别为69.9%和76.9%,也证实了材料的低毒性和生物活性。这些结果共同说明了合成的MIP纳米材料可以有效地应用于药物缓释系统。3.基于亲水性MOF的水溶性聚合物材料用于羟基喜树碱的负载及体外释放研究羟基喜树碱(HCPT)因水溶性差、副作用大而限制了其临床应用,故合成有增溶性的纳米药物载体迫在眉睫。采用一种亲水性的MOF与水溶性的单分子配体聚合得到水溶性的复合材料,溶解度为370μg/m L。考察了复合材料对HCPT的载药量及溶解度的影响,结果显示复合材料提高了HCPT在水中的溶解度,此外所合成的复合材料对HCPT有缓释作用。细胞毒性试验结果表明,亲水性的MOF和复合材料皆对细胞有较低的毒性。
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